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SSL/TLS协议简介

2017-02-17  本文已影响33人  kim4apple

阅读阮一峰博客《SSL/TLS协议运行机制的概述》和《图解SSL/TLS协议》摘录

作用

不使用SSL/TLS。 明文传播的风险:

  1. 窃听风险
  2. 篡改风险
  3. 冒充风险

SSL/TLS设计

  1. 加密传输。
  2. 校验机制。
  3. 身份证书。

基本的运行过程

SSL/TLS协议基本思路是采用公钥加密法。客户端先向服务器索要公钥,然后用公钥加密信息,服务器收到密文后,用自己的私钥解密。

但是,这里有两个问题。

1)如何保证公钥不被篡改?

解决方法:将公钥放在数字证书中。只要证书是可信的,公钥就是可信的。

2)公钥加密计算量太大,如何减少耗用的时间?

解决方法:每次对话(session),客户端和服务器都生成一个“对话密钥”(session key),用它来加密信息。由于“对话密钥”是对称加密,所以运算速度非常快,而服务器公钥只用于加密“对话密钥”本身,这样就减少了加密运算的消耗时间。

因此,SSL/TLS协议的基本过程就是这样的:

1)客户端向服务器端索要并验证公钥。
2)双方协商生成“对话密钥”。
3)双方采用“对话密钥”进行加密通信。

上述过程的前两步,又称“握手阶段”(handshake)。

握手阶段的详细过程

      Client                                               Server

      ClientHello                  -------->
                                                      ServerHello
                                                     Certificate*
                                               ServerKeyExchange*
                                              CertificateRequest*
                                   <--------      ServerHelloDone
      Certificate*
      ClientKeyExchange
      CertificateVerify*
      [ChangeCipherSpec]
      Finished                     -------->
                                               [ChangeCipherSpec]
                                   <--------             Finished
      Application Data             <------->     Application Data
handshake.png

1. 客户端发出请求(ClientHello)

  1. 支持的协议版本,比如TLS 1.0版本。
    2)客户端生成的随机数,稍后用于生成“对话密钥”。
    3)支持的加密方法,比如RSA公钥加密。
    4)支持的压缩方法。

2. 服务器响应(ServerHello)

  1. 确认使用的加密通信协议版本,比如TLS 1.0版本。
    2)服务器生成的随机数,稍后用于生成“对话密钥”。
    3)确认事宜的加密方法,比如RSA公钥加密。
    4)服务器证书。

3. 客户端响应

1)一个随机数。该随机数用服务器公钥加密,防止被窃听。
2)编码改变通知,表示随后的信息都将用双方协商的加密方法和密钥发送。
3)客户端握手结束通知,表示客户端的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值,用来供<u>服务器校验</u>

**上面第一项的随机数,是整个握手阶段出现的第三个随机数,又称“pre-master key”。有了它以后,客户端就同时有了三个随机数,接着双方就用事先商定的加密方法,各自生成本次会话所用的同一把“会话密钥”。

4. 服务器的最后回应

1)编码改变通知,表示随后的信息都将用双方商定的加密方法和密钥发送。
2)服务器握手结束通知,表示服务器的握手阶段已经结束。这一项同时也是前面发送的所有内容的hash值,用于供<u>客户端校验</u>

至此,整个握手阶段全部结束。接下来,客户端与服务器进入加密通信,就完全是使用普通的HTTP协议,只不过用“会话密钥”加密内容。


扩展阅读:

SSL/TLS协议运行机制的概述

图解SSL/TLS协议

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